Kako fizično delo vpliva na izgubo mišic in regeneracijo med definicijo

Visoka poklicna telesna dejavnost (OPA) med kaloričnim deficitom ustvarja specifično fiziološko okolje v primerjavi s sedečim življenjskim slogom. Čeprav lahko pogosta nizkointenzivna mišična obremenitev zagotavlja lokalne signale, ki zmanjšujejo izgubo mišične mase v aktivnih udih [1], [9], dolgotrajna poklicna obremenitev poslabšuje sistemsko avtonomno regeneracijo [11], zvišuje ravni katabolnih hormonskih označevalcev [1], [9] ter pospešuje oksidacijo aminokislin iz prehrane [18], [22]. Brez ciljno usmerjenih prilagoditev v prehrani in obsegu vadbe fizično zahtevno delo med energijskim deficitom povečuje skupni katabolni stres, namesto da bi delovalo kot načrtovana vadba.

Ohranjanje mišične mase: lokalna obremenitev proti sistemskemu energijskemu deficitu

Med kalorično restrikcijo človeško telo naravno zmanjša bazalno sintezo mišičnih beljakovin (MPS). Zmeren 10-dnevni kalorični deficit (~80 % energijskih potreb) dokazano zmanjša frakcijsko stopnjo sinteze mešanih mišičnih beljakovin za približno 19 % ter zavre anabolne signalne poti, vključno s fosforilacijo Akt in 4E-BP1 [21]. Pri hujšanju zgolj s prehrano izguba pustega tkiva predstavlja v povprečju 24 % celotne izgubljene teže, v primerjavi s približno 11 %, kadar je dieta združena z vadbo [7]. V hudih primerih lahko zaviranje zmanjšanja razgradnje beljakovin, občutljive na inzulin preko poti inzulin-IGF-1-PI3K, privede do tega, da kar do 43 % celotne izgubljene mase predstavlja pusto tkivo, kljub visokemu vnosu beljakovin in vadbi z obremenitvijo [7]. Za primerjavo: izguba teže zaradi zdravil proti debelosti lahko povzroči zmanjšanje puste mase za 20 % do 50 % celotne izgube (~6 kg v 12–18 mesecih) [2].

Telesno gibanje zagotavlja mehanski dražljaj, ki delno zavira to katabolno kaskado. Pri človeških modelih ekstremnega kratkoročnega energijskega primanjkljaja v kombinaciji z velikimi količinami gibanja (kot sta 35 km dnevne hoje in vrtenje ročnega kolesa) so aktivno obremenjeni udi utrpeli znatno manjšo izgubo puste telesne mase (FFM) kot neobremenjeni kontrolni udi (57 % manjša izguba v nogah in 29 % manjša izguba v vadbeni roki) [1], [9]. To dokazuje, da redna mišična kontrakcija zagotavlja lokalno zaščitno spodbudo pred propadanjem mišic [1], [9].

Vendar pa nizkointenzivna poklicna obremenitev sama po sebi ne zadošča za ohranitev mišične zmogljivosti. Čeprav tako vzdržljivostna vadba kot vadba za moč blažita izgubo mišic med hujšanjem, le vadba z obremenitvijo ohranja ali povečuje mišično moč, medtem ko prehranske beljakovine ali splošna aktivnost sami po sebi ohranjata pusto maso brez izboljšanja proizvodnje sile [8]. Pri športnikih, ki trenirajo z utežmi, ohranjanje večjega tedenskega volumna (≥10 serij na mišično skupino) s progresivno preobremenitvijo preprečuje izgube puste mase, ki se pojavijo pri protokolih z zmanjšanim volumnom med energijsko restrikcijo [7].

Sistemska regeneracija in paradoks telesne dejavnosti

Medtem ko prostočasna telesna dejavnost (LTPA) spodbuja srčno-žilno in presnovno regeneracijo, lahko visoka poklicna telesna dejavnost poslabša sistemsko regeneracijo – dinamika, znana kot paradoks telesne dejavnosti [10].

Mehanistična osnova tega paradoksa vključuje štiri glavne poti: akutno kardiovaskularno obremenitev zaradi dolgotrajne aktivnosti z minimalnim dnevnim počitkom, vaskularne prilagoditve, kot sta togost arterij in oslabljena občutljivost barorefleksa, povečano sistemsko vnetje ter ojačanje obremenitve zaradi slabe kardiorespiratorne pripravljenosti ali psihosocialnega stresa [10]. Podatki metaanaliz kažejo, da je visoka v primerjavi z nizko OPA povezana z 18 % večjim tveganjem za umrljivost zaradi vseh vzrokov pri moških (kar naraste na 25 % po prilagoditvi za prostočasno aktivnost) [10], poklici, ki zahtevajo dolgotrajno stojo, pa prinašajo znatno povečano tveganje za bolezni srca v primerjavi s sedečimi delovnimi mesti [10]. V sektorjih ročnega dela, kot so gradbeništvo, čiščenje in proizvodnja, so srčno-žilna tveganja povečana zlasti pri posameznikih z nižjo telesno pripravljenostjo ali že obstoječo kardiovaskularno obremenitvijo [12].

V kombinaciji s kaloričnim deficitom ta poklicni stres spremeni avtonomno ravnovesje in alostatično obremenitev:

• Avtonomna regulacija: Visoka OPA zmanjšuje nočne vrednosti variabilnosti srčnega utripa (HRV) (kot sta rMSSD in visoko-frekvenčna moč) ter zvišuje nočni srčni utrip, s čimer zmanjšuje obnovitvene koristi, ki jih običajno zagotavlja prostočasna vadba [11]. Združevanje visoke OPA z visoko stopnjo prostočasne vadbe lahko sproži avtonomno preobremenitev [11], [14].
• Fiziološki napor: Visoko intenzivna OPA je pri mladih delavkah pozitivno povezana z večjo alostatično obremenitvijo (sestavljeno oceno kardiovaskularnih, presnovnih in imunskih bioloških označevalcev), medtem ko visoko intenzivna prostočasna vadba alostatično obremenitev zmanjšuje [13].
• Kardiovaskularni refleksi: Kalorična restrikcija zmanjša presorski odziv na statično vadbo z oslabitvijo aktivnosti mišičnega simpatičnega živčevja in zvišanjem krvnega tlaka, medtem ko ohranja funkcijo metaborefleksa [15], hkrati pa spreminja odzive srčnega utripa in krvnega tlaka med toplotnim stresom in ležanjem [15].
• Endokrina obremenitev: Zmanjšanje puste telesne mase med hudim energijskim deficitom linearno korelira s povišanjem razmerja med kortizolom in prostim testosteronom ter padcem ravni krožečih razvejanih in esencialnih aminokislin (r = -0,54 do -0,71) [1], [9]. Spremembe ravni serumskega kortizola korelirajo tudi s spremembami puste mase med hudo restrikcijo v kombinaciji z visoko frekvenco treninga [5].

Prehranske zahteve: beljakovine in energijski pretok

Pri sedečem posamezniku standardne prehranske smernice (kot je priporočeni dnevni vnos 0,8 g/kg/dan ali priporočilo SZO 0,83 g/kg/dan) težijo k preprečevanju neposrednega pomanjkanja dušika [4]. Nasprotno pa aktivne populacije potrebujejo 1,2–2,0 g/kg/dan (ali 1,4–2,0 g/kg/dan) za podporo preoblikovanju mišic in izravnavo katabolnega vpliva negativne energijske bilance [4].

Pri hudem energijskem primanjkljaju ali visokih telesnih zahtevah standardne strategije vnosa celih beljakovin (kot so odmerki po 20–25 g) pogosto ne uspejo spodbuditi signalizacije za sintezo mišičnih beljakovin ali preprečiti izgube puste mase [18], [22]. V teh izčrpanih stanjih se zaužite aminokisline prednostno usmerjajo v celostno energijsko oksidacijo in esencialne presnovne procese ter manj v preoblikovanje skeletnih mišic [18], [22]. V nasprotju s tem večji vnosi (kot je 2,4 g/kg/dan v primerjavi z 1,2 g/kg/dan med ~40-odstotnim energijskim primanjkljajem z intenzivnim treningom) omogočajo večje ohranjanje ali pridobivanje puste mase in večjo izgubo maščobe [5]. Levcin igra ključno regulativno vlogo z aktivacijo mTORC1 in zmanjševanjem ligaz za razgradnjo mišic MAFbx/atrogin-1 in MuRF-1, medtem ko razvejane aminokisline služijo kot gorivo za oksidacijo v skeletnih mišicah med energijsko restrikcijo [20].

Aktivni delavci imajo tudi večjo celotno dnevno porabo energije (TDEE), kar jih postavlja v stanje višjega »energijskega pretoka« (visok pretok energije) v primerjavi s sedečimi posamezniki [23], [24]. Visok energijski pretok poveča stopnjo presnove v mirovanju in izboljša uravnavanje apetita s povečanjem občutka sitosti čez dan ter zmanjšanjem večerne lakote v primerjavi s sedečimi stanji z nizkim pretokom [23], [24]. Vendar pa ob nezadostnem vnosu beljakovin in skupnih ogljikovih hidratov ta visok pretok poslabša mišični katabolizem, kar se pokaže takrat, ko same beljakovine ne uspejo prekositi ogljikovih hidratov pri ohranjanju izhodne moči in hormonskega ravnovesja v pogojih napornega energijskega deficita [1], [9]. Poleg tega pomanjkanje spanja zavira poti sinteze mišičnih beljakovin in spodbuja poti razgradnje, kar potrjuje potrebo po vnosu beljakovin pred spanjem za vzdrževanje nočne sinteze mišičnih beljakovin [19].